可制造性设计理念在电子产品装联技术中的应用.docx

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可制造性设计理念在电子产品装联技术中的应用

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李响

【摘要】本文讲述了可制造性设计在电子产品装联技术中的应用，从概念上总体的介绍了什么是可制造性设计理念，应用可制造性设计理念时应考虑的基本问题，可制造性设计可解决的主要问题及其重要性。

【关键词】可制造性设计；电子装联；可靠性

0概述

20世纪70年代初，在欧美机械行业为简化产品结构和减少加工成本，逐步提出了一种最优化设计理念，直至1994年SMTA（表面安装技术联盟）首次提出DFX概念，并很快被汽车、国防、航空、计算机、通讯、消费类电子、医疗设备等领域的制造企业采用。

所谓DFX是DesignforX的缩写，其中，X可以代表产品生命周期中的某一环节，如加工、装配、测试、使用、维修、回收、报废等，也可以代表产品竞争力或决定产品竞争力的因素，如质量、成本、时间等。目前DFX在国际上已经得到非常广泛的应用，不同领域对DFX包含范围的定义也不尽相同，一般来讲DFX主要包括：

●DFP：DesignforProcurement（可采购性设计）

●DFM：DesignforManufacture（可制造性设计）

●DFT：DesignforTest（可测试性设计）

●DFD：DesignforDiagnosibility（可诊断性设计）

●DFA：DesignforAssembly（可组装性设计）

●DFE：DesignforEnvironment（环保性设计）

●DFF：DesignforFabricationofthePCB（PCB的可加工性设计）

●DFS：DesignforServiceability（可服务性设计）

●DFR：DesignforReliability（可靠性设计）

●DFC：DesignforCost（成本性设计）

DFX设计方法是世界先进的新产品开发技术，这项技术在欧美大型企业中应用非常广泛。在产品开发过程中和进行系统设计时不但要考虑产品的功能和性能要求，而且要考虑与产品整个生命周期相关的工程因素，只有具备良好的工程特性的产品才是既满足客户需求又具备良好的质量、可靠性与性价比的产品，这样的产品才能在市场得到认可。

可制造性设计（以下简称：DFM）是从产品设计时起，就考虑到产品的制造过程，使设计和制造之间紧密联系，相互影响，从而实现从设计到制造一次成功的目的。DFM主要研究产品本身的物理设计与制造系统各部分之间的相互关系，并将其应用于产品设计中，以便将整个制造系统融合在一起进行总体优化。DFM作为DFX中的一个方面，其在电子产品装联技术中的应用是本文后面重点介绍的主题。

2DFM在电子装联中的应用

2.1PCB可制造性设计应考虑的基本问题

在满足产品功能和性能可实现的前提下，PCB的可制造性设计应至少考虑如下基本问题：

●自动化生产所需的工艺传送边、定位孔、光学定位符号。

●与生产效率有关的拼板。

●与焊接合格率有关的元件封装选型、基板材质选择、组装方式、元件布局、焊盘设计、阻焊层设计。

●与检查、维修、测试有关的元器件间距、测试焊盘设计。

●与PCB制造有关的导通孔和元件孔径设计、焊盘环宽设计、隔离环宽设计、线宽和线距设计。

●与装配、调试、接线有关的丝印或腐蚀字符。

●与焊接、螺装、铆接工艺有关的孔径、安装空间。

2.2工艺流程的选则

PCB的设计应首先结合元器件选型，确定表面贴装元器件（以下简称：SMD）与通孔插装元器件（以下简称：THD）在PCB正、反两面上的布局。不同的PCB组装形式对应不同的工艺流程。工艺流程越简单，自动化程度越高，则PCB装联的效率越高，可制造性越好，同时PCB装联过程导致的产品质量问题也越少。常见的PCB组装形式如下表所示。

2.3组装过程工艺参数对PCB设计的影响

PCB设计时应考虑其组装过程中涉及的工艺参数，在满足功能、性能可实现的基础上，其加工工艺参数应符合产品制造企业设备的制造能力。不同的制造企业，不同的制造工序，其加工设备不同，对PCB组装工艺参数的需求也不尽相同。

例如，PCB上SMD放置方向和位置的选择，应考虑到贴片机的贴装效率，也要考虑到PCB在设备中的传送方向；SMT设备轨道的最大和最小宽度在一定程度上决定了PCB外形尺寸的选择，若尺寸过小，可考虑通过拼板或增加工艺边的方式使PCB的外形尺寸符合要求；为提高设备对SMD放置坐标识别的准确性，应在PCB表面合适位置放置适当数量、适当尺寸的光学识别点；为提高PCB测试的效率和全面性，应考虑在电气节点设计测试点，以便通过在线测试设备对PCB进行电气测试，等等。

2.4通过PCB设计提高焊接的可靠性

电子装联中最重要，也